數(shù)智時(shí)代職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力提升研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G451

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.21.031

Research on Enhancing the Teaching Ability of Vocational Undergraduate Advanced Mathematics Teachers in the Digital Intelligence Era

NIU Shuangshuang

（Hebei Vocational University of Industry and Technology， Shijiazhuang， Hebei

AbstractAgainst thebackdropofthe Digital Intellgence Era，theprofoundtransformationofvocationalundergraduate educationecosystems has imposed new requirements onthe teaching capabilities ofadvanced mathematics teachers.This paper focuses on the integration of digital technology and vocational undergraduate advanced mathematics teaching， analyzes the practicalobstacles to teachers'teaching competence in dimensions such as technology integration，learning situationadaptation，andresourcecolaboration，andproposes paths forcompetenceenhancement，including onstructing a staged technology integration training system，reshaping the three-dimensional capabilities of learning situation analysis，contentdesign，andteaching implementation，andestablishingamechanismfor in-depthresourcecollaborative development.These strategies aim to provide theoretical references and practical guidance for the advancementof vocational undergraduate teachers' teaching capabilities.

KeywordsDigital Inteligence Era; vocational undergraduate education; advanced mathematics teachers

大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)深度融入教育領(lǐng)域，職業(yè)本科教育正經(jīng)歷前所未有的轉(zhuǎn)型。高等數(shù)學(xué)作為職業(yè)本科教育中的重要基礎(chǔ)課程，既承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的任務(wù)，又需對(duì)接專(zhuān)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用需求。然而，數(shù)智時(shí)代下學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的轉(zhuǎn)變、教學(xué)場(chǎng)景的多元化以及技術(shù)工具的迭代，對(duì)教師教學(xué)能力提出了多重挑戰(zhàn)。在此背景下，如何依托數(shù)字技術(shù)重構(gòu)教學(xué)能力體系，成為職業(yè)本科教育改革的關(guān)鍵議題?；诖?，文章立足數(shù)智時(shí)代特征，結(jié)合職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)的特殊性，系統(tǒng)探討了教師教學(xué)能力提升的現(xiàn)實(shí)路徑，以期為教師發(fā)展提供新視角。

1職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力提升的新契機(jī)

數(shù)字技術(shù)深度融入社會(huì)各領(lǐng)域的時(shí)代語(yǔ)境下，職業(yè)本科教育的生態(tài)正發(fā)生深刻變革，為職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展注入活力，為教師教學(xué)能力的進(jìn)階帶來(lái)新的契機(jī)。首先，大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)的迭代，極大地拓寬了高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式的邊界。豐富的數(shù)字資源不僅使抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)以多媒體、可視化的形式呈現(xiàn)，還能緊密結(jié)合職業(yè)場(chǎng)景，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。教師可借助智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，為學(xué)生構(gòu)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，精準(zhǔn)匹配教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)因材施教。其次，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可明顯增強(qiáng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性。教師可借助即時(shí)反饋系統(tǒng)、在線(xiàn)討論平臺(tái)等工具，實(shí)時(shí)捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，分析學(xué)生的思維過(guò)程，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，不僅可活躍課堂氛圍，還能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)其批判性思維、合作能力。再次，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，使教學(xué)評(píng)估從單一的結(jié)果導(dǎo)向轉(zhuǎn)向過(guò)程性、綜合性評(píng)估。教師利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)掌握情況，為教學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。并且可視化的評(píng)估報(bào)告也有助于學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)自身的學(xué)習(xí)狀況，為自主學(xué)習(xí)提供方向。最后，在線(xiàn)課程、虛擬教研等新興模式為教師提供了豐富的學(xué)習(xí)資源、交流平臺(tái)。教師可積極參與跨校際、跨區(qū)域的教研活動(dòng)，汲取先進(jìn)的教學(xué)理念、方法，推動(dòng)教學(xué)實(shí)踐的持續(xù)創(chuàng)新。

2職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力提升的阻礙

2.1技術(shù)整合能力與教學(xué)需求之間的結(jié)構(gòu)性矛盾

數(shù)字時(shí)代，職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師面臨技術(shù)整合能力與教學(xué)需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾。盡管部分教師嘗試使用多媒體教學(xué)，但僅停留在展示PPT的層面，未能發(fā)揮技術(shù)的交互性、動(dòng)態(tài)性?xún)?yōu)勢(shì)。在講解復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念時(shí)，因缺乏技術(shù)整合能力，難以借助虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真軟件等工具將抽象知識(shí)具象化，致使學(xué)生難以理解。與此同時(shí)，數(shù)字資源數(shù)量龐大，質(zhì)量卻參差不齊，部分教師因缺乏篩選能力，難以找到契合教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生認(rèn)知水平的資源。

教師在技術(shù)使用中也存在諸多障礙。部分教師不熟悉數(shù)學(xué)教學(xué)軟件中的Maple、Mathematica等高級(jí)功能，無(wú)法通過(guò)編程求解復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題、繪制高精度函數(shù)圖像，難以滿(mǎn)足職業(yè)本科學(xué)生在專(zhuān)業(yè)實(shí)踐中對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用需求。

2.2對(duì)學(xué)生多元需求的適配困境

新生代學(xué)生成長(zhǎng)于“數(shù)字原住民\"環(huán)境，習(xí)慣通過(guò)智能終端獲取知識(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的場(chǎng)景化關(guān)聯(lián)、即時(shí)互動(dòng)反饋及個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑有天然期待；且職業(yè)本科學(xué)生群體差異顯著，部分需對(duì)接崗位技能證書(shū)考核，部分需銜接專(zhuān)升本升學(xué)需求，還有企業(yè)訂單班學(xué)生存在特定專(zhuān)業(yè)模塊知識(shí)的訴求。而上述多元需求本質(zhì)上要求教學(xué)供給從“知識(shí)優(yōu)質(zhì)輸送\"轉(zhuǎn)向“能力精準(zhǔn)適配”。但是當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教師的教學(xué)能力卻無(wú)法有效適配學(xué)生多元化的需求。首先是學(xué)情診斷能力斷層，部分教師仍依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)判斷學(xué)生基礎(chǔ)，缺乏利用學(xué)習(xí)平臺(tái)數(shù)據(jù)追蹤、智能測(cè)評(píng)系統(tǒng)分析學(xué)情的技術(shù)能力，難以精準(zhǔn)識(shí)別不同學(xué)生在極限運(yùn)算、概率建模等模塊的掌握梯度。其次是教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)滯后，部分教師對(duì)職業(yè)教育類(lèi)型特征的理解不足，未能將高等數(shù)學(xué)與數(shù)控技術(shù)、財(cái)務(wù)大數(shù)據(jù)等專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景深度融合，導(dǎo)致抽象知識(shí)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐需求脫節(jié)。最后是動(dòng)態(tài)響應(yīng)機(jī)制缺失，傳統(tǒng)課堂以教師為中心的線(xiàn)性授課模式，難以應(yīng)對(duì)學(xué)生在仿真軟件操作、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽備賽中的個(gè)性化知識(shí)需求。

2.3資源建設(shè)與協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)性制約

職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力的提升受資源建設(shè)與協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)性制約，集中體現(xiàn)為教學(xué)資源供給的結(jié)構(gòu)性失衡與創(chuàng)新協(xié)作機(jī)制的功能性缺失。一方面，教師自主開(kāi)發(fā)的數(shù)字化資源普遍存在質(zhì)量參差問(wèn)題，部分教師受限于技術(shù)工具掌握程度，僅將傳統(tǒng)教案簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化為PPT或視頻，缺乏積分應(yīng)用動(dòng)態(tài)演示、概率分布虛擬仿真等深度數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)。

另一方面，企業(yè)真實(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的通道存在多重壁壘。工業(yè)制造領(lǐng)域的傳感器數(shù)據(jù)、金融行業(yè)的交易流水?dāng)?shù)據(jù)雖蘊(yùn)含豐富的數(shù)學(xué)建模素材，但企業(yè)出于商業(yè)機(jī)密保護(hù)以及數(shù)據(jù)安全考量，難以向院校開(kāi)放原始數(shù)據(jù)集。教師嘗試基于公開(kāi)數(shù)據(jù)集開(kāi)發(fā)案例時(shí)，又因缺乏行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法精準(zhǔn)提煉數(shù)據(jù)背后的專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景邏輯，導(dǎo)致數(shù)學(xué)建模教學(xué)停留在“已知數(shù)據(jù)求結(jié)論\"的固化模式，學(xué)生無(wú)法體驗(yàn)真實(shí)數(shù)據(jù)清洗、噪聲處理、模型調(diào)試的完整流程。

3數(shù)智時(shí)代職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力提升的路徑

3.1構(gòu)建分階式技術(shù)融合培養(yǎng)體系

職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)的技術(shù)整合困境，本質(zhì)源于教師培訓(xùn)的碎片化、無(wú)序性。為此，院校應(yīng)依托“數(shù)智教研小組\"搭建“基礎(chǔ)賦能一專(zhuān)業(yè)深化一創(chuàng)新實(shí)踐”三級(jí)培養(yǎng)架構(gòu)，以階梯式訓(xùn)練破解技術(shù)應(yīng)用壁壘，推動(dòng)教師教學(xué)能力螺旋上升[3]。

基礎(chǔ)賦能階段：聚焦數(shù)字工具的基礎(chǔ)操作以及教學(xué)場(chǎng)景適配，解決“技術(shù)是什么”與“能做什么”的認(rèn)知問(wèn)題。教研小組可聯(lián)合信息中心開(kāi)發(fā)“數(shù)學(xué)教育技術(shù)工作坊”，設(shè)置模塊化課程，既有Mathematica符號(hào)運(yùn)算、GeoGebra動(dòng)態(tài)幾何建模等專(zhuān)業(yè)軟件實(shí)操，又涵蓋學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（如Moodle）的課程搭建、智慧課堂互動(dòng)工具（如雨課堂、學(xué)習(xí)通）的功能調(diào)試。

專(zhuān)業(yè)深化階段：聚焦技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的深度耦合，解決“如何用技術(shù)講好數(shù)學(xué)”的專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)化問(wèn)題。教研小組需牽頭開(kāi)發(fā)“數(shù)智化教學(xué)資源庫(kù)”，按教學(xué)模塊分類(lèi)建設(shè)，如在“微積分應(yīng)用\"板塊，嵌入Matlab數(shù)值計(jì)算仿真案例。

創(chuàng)新實(shí)踐階段：鼓勵(lì)教師突破傳統(tǒng)教學(xué)范式，探索“技術(shù)賦能職業(yè)能力培養(yǎng)”的創(chuàng)新路徑。教研小組可設(shè)立“數(shù)智教學(xué)創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)\"，支持教師開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）改革：如結(jié)合“智能裝備制造”專(zhuān)業(yè)需求，設(shè)計(jì)“零件加工誤差的數(shù)學(xué)建模與優(yōu)化\"項(xiàng)目，學(xué)生需運(yùn)用微積分、概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)分析加工數(shù)據(jù)，借助Python編寫(xiě)優(yōu)化算法，教師全程利用虛擬教研室平臺(tái)實(shí)時(shí)指導(dǎo)，最終形成可對(duì)接企業(yè)需求的技術(shù)方案。

3.2重塑學(xué)情內(nèi)容教學(xué)三維能力

首先，學(xué)情分析方面，教師需強(qiáng)化數(shù)據(jù)素養(yǎng)，借助智能平臺(tái)構(gòu)建“動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集一多維模型分析一精準(zhǔn)需求定位”的學(xué)情診斷機(jī)制。一方面，利用學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）、智能題庫(kù)等工具實(shí)時(shí)抓取學(xué)生課前預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、課堂互動(dòng)頻次、作業(yè)完成質(zhì)量等行為數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法生成學(xué)情畫(huà)像，精準(zhǔn)識(shí)別學(xué)生在函數(shù)理解、微積分應(yīng)用等模塊的認(rèn)知薄弱點(diǎn)；另一方面，結(jié)合職業(yè)本科學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景，分析數(shù)學(xué)知識(shí)與后續(xù)課程的銜接障礙，如針對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生，重點(diǎn)診斷向量運(yùn)算與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的知識(shí)斷層。

其次，教學(xué)內(nèi)容方面，教師需強(qiáng)化跨學(xué)科思維，將抽象數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為可感知、可操作的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題解決方案。在函數(shù)極值教學(xué)中，可引入“倉(cāng)儲(chǔ)物流最優(yōu)路徑規(guī)劃\"案例，利用MATLAB建模演示如何利用導(dǎo)數(shù)求解實(shí)際問(wèn)題。也可借助虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建沉浸式教學(xué)場(chǎng)景，如利用GeoGebra動(dòng)態(tài)演示空間解析幾何在建筑工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用，讓學(xué)生在交互操作中理解數(shù)學(xué)原理的實(shí)踐價(jià)值。

最后，在教學(xué)方面，教師需借助智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)過(guò)程的精準(zhǔn)調(diào)控。課前，教師利用AI備課系統(tǒng)自動(dòng)生成差異化教學(xué)方案，針對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生提供知識(shí)預(yù)熱資源，為能力較強(qiáng)的學(xué)生設(shè)計(jì)拓展性學(xué)習(xí)任務(wù)；課中，利用智能答題器、學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集學(xué)生的即時(shí)反饋數(shù)據(jù)，當(dāng)某知識(shí)點(diǎn)的正確率低于 70% 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警，教師隨即切換至案例復(fù)現(xiàn)或分組討論模式；課后，依托智能作業(yè)批改平臺(tái)分析學(xué)生錯(cuò)誤的類(lèi)型，針對(duì)高頻出現(xiàn)的積分計(jì)算錯(cuò)誤，定向推送微視頻講解以及專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練題庫(kù)。

3.3建立深度資源協(xié)同開(kāi)發(fā)機(jī)制

針對(duì)教學(xué)資源供給的結(jié)構(gòu)性失衡，教師需著力提升數(shù)字化資源開(kāi)發(fā)的\"場(chǎng)景嵌入\"能力。一方面，教師應(yīng)系統(tǒng)強(qiáng)化技術(shù)工具、學(xué)科教學(xué)深度融合的素養(yǎng)，避免停留在“教案電子化”的淺層轉(zhuǎn)換[4。教師可通過(guò)參與“數(shù)學(xué)建模 ：+ 虛擬仿真\"專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，掌握積分應(yīng)用動(dòng)態(tài)演示工具，將抽象數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為可交互的工業(yè)場(chǎng)景模擬。另一方面，教師需建立“專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景導(dǎo)向\"的教學(xué)設(shè)計(jì)思維，主動(dòng)對(duì)接職業(yè)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)智能制造、金融服務(wù)等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)“數(shù)據(jù)清洗一模型構(gòu)建一結(jié)果驗(yàn)證”一體化的案例資源包。如結(jié)合工業(yè)傳感器數(shù)據(jù)特征，設(shè)計(jì)含噪聲處理環(huán)節(jié)的回歸分析案例。

破解企業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的壁壘，教師應(yīng)成為“產(chǎn)教數(shù)據(jù)橋梁\"的主動(dòng)建構(gòu)者。首先，教師可通過(guò)行業(yè)實(shí)踐掛職、參與企業(yè)項(xiàng)目等方式，積累數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)，精準(zhǔn)提煉專(zhuān)業(yè)邏輯與數(shù)學(xué)方法的結(jié)合點(diǎn)。其次，教師可聯(lián)合企業(yè)開(kāi)發(fā)脫敏化、場(chǎng)景化的教學(xué)數(shù)據(jù)集，在保護(hù)商業(yè)機(jī)密的前提下，構(gòu)建\"真實(shí)數(shù)據(jù)特征 + 教學(xué)化處理規(guī)則\"的案例庫(kù)。例如，與金融機(jī)構(gòu)合作設(shè)計(jì)“交易流水?dāng)?shù)據(jù)特征提取\"案例時(shí)，保留數(shù)據(jù)維度、業(yè)務(wù)邏輯，隱去具體交易金額，引導(dǎo)學(xué)生在合規(guī)框架下體驗(yàn)數(shù)據(jù)清洗、模型調(diào)優(yōu)的完整流程。最后，院校需牽頭搭建\"校一企一校\"資源共享網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)合區(qū)域內(nèi)職業(yè)院校與行業(yè)龍頭企業(yè)，共建跨院校的數(shù)學(xué)建模案例庫(kù)，定期舉辦產(chǎn)教融合工作坊，實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)數(shù)據(jù)資源與教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力的循環(huán)賦能。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文提出的職業(yè)院校高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力提升路徑，不僅聚焦于技術(shù)工具的應(yīng)用，還強(qiáng)調(diào)教學(xué)理念、學(xué)情分析、產(chǎn)教融合的深度協(xié)同，為教師突破傳統(tǒng)教學(xué)瓶頸提供了實(shí)踐框架。值得注意的是，教學(xué)能力的提升是系統(tǒng)性工程，需要院校、企業(yè)、教師個(gè)體形成協(xié)同發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。未來(lái)研究中，可進(jìn)一步探索AI驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化教學(xué)評(píng)價(jià)、跨區(qū)域跨專(zhuān)業(yè)的教師協(xié)作模式等前沿領(lǐng)域，持續(xù)推動(dòng)職業(yè)本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)在數(shù)智時(shí)代的創(chuàng)新發(fā)展，為培養(yǎng)“精數(shù)學(xué)、強(qiáng)應(yīng)用、懂技術(shù)”的復(fù)合型職業(yè)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

★基金項(xiàng)目：工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)2025年度教學(xué)改革研究課題“數(shù)智時(shí)代職業(yè)本科教師教學(xué)能力提升研究—一以高等數(shù)學(xué)課程教師為例\"（YB20250321）。

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